基于PLC技術(shù)的機床電氣改造研究

溫利莉

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進步，電子信息技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在社會生產(chǎn)和發(fā)展的各個行業(yè)中。將PLC技術(shù)應(yīng)用于機床加工設(shè)備改造和控制中是十分必要的，可以有效提高加工技術(shù)的水平和精確度。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機床；電氣；改造

中圖分類號：TG659文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）09－0013－02

目前，我國的機床大部分采用繼電器—接觸器控制方式，這種控制方式的線路走向比較復(fù)雜，對機床的工作效率有很大的影響。而采用PLC技術(shù)進行機床電氣控制，能有效提高機床加工效率和加工技術(shù)，保證零件的精準(zhǔn)度，促進企業(yè)生產(chǎn)工藝的改革和創(chuàng)新，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進企業(yè)快速發(fā)展。

1機床的運動及控制情況

傳統(tǒng)機床的繼電器由液壓和氣動系統(tǒng)驅(qū)動，利用行程開關(guān)進行機床左右限位，從而保證機床的送料夾進行橫向運動，工作人員需要利用量尺確定送料夾行程，將左右行程開關(guān)移動到目標(biāo)位置，然后進行固定。如果切削鋁條的長度發(fā)生變化，需要重新定位左右行程開關(guān)的位置，這種定位方法操作復(fù)雜，定位的精確度也較低。而PLC技術(shù)對機床電氣的改造和控制都十分方便，采用PLC技術(shù)的定位系統(tǒng)即伺服驅(qū)動系統(tǒng)代替液壓和電氣系統(tǒng)，不僅能提高機床控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能有效提高機床加工的精度，減輕工作人員的工作量，從而提高機床的加工效率。

2PLC技術(shù)控制系統(tǒng)改造方案

機床改造的主要目的是提高機床的加工精確度和加工效率，也就是提高送料夾橫向進給量，保證送料夾準(zhǔn)確地運動到指定位置。本文使用伺服電機帶動絲杠運轉(zhuǎn)、PLC為控制元件的方式對M7130磨床電氣控制系統(tǒng)進行改造。

2.1PLC控制系統(tǒng)的主要運行參數(shù)

PLC控制系統(tǒng)的主要運行參數(shù)有：伺服電機最大轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，伺服電機最大輸出功率為1.5 kW，伺服放大功率為600 W，橫向進給速度為8 000 mm/min，進給率為5 mm/r，脈沖率為6 000 pls/r，PLC輸入點和輸出點為64，定位模塊的輸出點和輸入點為5.

2.2PLC定位模塊控制的特點

2.2.1機械部分

采用PLC技術(shù)改造后的機床，利用定位模塊和PLC共同控制機床工作，受定位模塊的影響，機床不使用定位限位開關(guān)，液壓和電氣系統(tǒng)由伺服電機驅(qū)動和伺服放大器代替，可以拆除機械的液壓缸、油泵等裝置，極大地簡化了機械的構(gòu)造，為機械的控制提供了方便。

2.2.2機床操作

傳統(tǒng)的M7130磨床操作方式十分復(fù)雜，采用定位模塊進行機床定位，只需通過觸屏輸入送料夾移動的距離，不需要使用量尺測量送料夾的進給量；確定了移動距離后，利用行程開關(guān)控制送料夾的位置，不用重新定位左右行程開關(guān)的位置，極大地簡化了機床的操作流程，有效地減少了工作人員的工作量，提高了機床的工作效率。

2.2.3控制特點

在PLC定位模塊中輸入的距離以毫米為單位，伺服放大器根據(jù)脈沖數(shù)量對電機的運轉(zhuǎn)速度進行控制，PLC定位模塊的最大精度可達0.001 mm，是傳統(tǒng)的機床定位精度的100倍。PLC定位模塊和伺服驅(qū)動系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)，是半閉環(huán)控制系統(tǒng)，有很高的穩(wěn)定性，可以極大地改善機床的精度。

3PLC技術(shù)在機床電氣控制中的應(yīng)用

3.1PLC技術(shù)的優(yōu)缺點

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及到大量的控制設(shè)備和開關(guān)，這些設(shè)備和開關(guān)在實際工作中需要按一定的順序工作，并需要一定的邏輯保護。利用PLC技術(shù)進行機床改造，以PLC為核心控制元件，利用伺服系統(tǒng)進行智能控制，極大地提高了機床的易控性性和擴充性，為網(wǎng)絡(luò)控制提供了良好的基礎(chǔ)。PLC技術(shù)實現(xiàn)了機床的數(shù)字化控制和機床開關(guān)集中控制的功能。但由于機床生產(chǎn)廠家不斷增多，機床機型結(jié)構(gòu)不斷變化，各種機床機型沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用編程軟件時，沒有規(guī)范的編程語言。PLC技術(shù)過于依賴硬件，用戶難以自由改變PLC功能，這就給PLC技術(shù)的應(yīng)用帶來一定的影響。因此，在實際工作中，要求工作人員對PLC技術(shù)的原理、硬件結(jié)構(gòu)和編程指令等有更深的認(rèn)識。

3.2開放式數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)

隨著科技的快速發(fā)展，計算機數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)從封閉式體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為開放式體系結(jié)構(gòu)，PLC控制系統(tǒng)是半封閉半開放的控制體系，在數(shù)據(jù)控制中自成一體，能有效解決數(shù)控系統(tǒng)頻繁變化引起的各種不利影響，增強數(shù)控系統(tǒng)的柔性，降低機床加工和生產(chǎn)的成本，提高數(shù)控系統(tǒng)的伸縮性和互換性。PLC技術(shù)的使用不僅符合機床生產(chǎn)的要求，還滿足市場變化的要求。

4改造的注意事項

PLC技術(shù)是一門提高現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)效率，降低人工生產(chǎn)成本，實現(xiàn)數(shù)字運算操作的技術(shù)，是目前機床控制的主要方式。將PLC技術(shù)應(yīng)用于機床控制中，不但可以提高了設(shè)備的自動化水平，還能有效簡化機床結(jié)構(gòu)，避免機床在運行中出現(xiàn)各種簡單故障，使機床運行更加靈活多變。使用PLC技術(shù)進行機床改造時，要注意常閉觸點輸入信號的處理，盡量減少常閉觸點的使用。在使用常閉觸點時，要注意梯形圖對應(yīng)的觸點狀態(tài)和機床電路相反。進行機床電氣改造時，要將交織在一起的電路分離開來，根據(jù)線路、觸點對繼電器線圈的控制情況繪制相應(yīng)的等效梯形電路圖。在繪制梯形電路圖時，要注意將并聯(lián)電路中單個觸點設(shè)置在電路塊的下方；在串聯(lián)電路中，單個觸點要設(shè)置在電路塊的右方。要盡量減少PLC的輸出和輸入信號，對同一個器件使用一組觸點提供信號即可，對于梯形電路圖可以多次使用同一常開觸點和常閉觸點。

利用PLC技術(shù)進行機床電氣改造已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的趨勢，在實際生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)能及時處理機床的各種故障。使用PLC技術(shù)改造機床電路時，要特別注意對各種細(xì)小環(huán)節(jié)的控制和管理。對機床電氣設(shè)備進行改造，不但可以提高原有設(shè)備的使用效率，節(jié)省生產(chǎn)資源，還能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

5結(jié)束語

利用PLC技術(shù)進行機床電氣改造，能充分發(fā)揮PLC定位系統(tǒng)準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性良好和操作簡單等優(yōu)點，有效提高了機